[发明专利]用于非水电解质二次电池的电极及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于非水电解质二次电池的电极，其包含电极混合物层。所述电极混合物层含有中空活性材料粒子(2)和针状填料(4)，所述针状填料具有沿着纵向方向贯穿针状填料的通孔(4a)。所述针状填料(4)布置在中空活性材料粒子(2)的表面上。

发明领域

本发明涉及用于非水电解质二次电池的电极及其制造方法。

背景技术

日本专利申请No.2011-119092(JP 2011-119092 A)公开了含有具有中空结构的活性材料粒子的电极(在下文中称为“中空活性材料粒子”)。

中空活性材料粒子能将电解溶液保留在这些粒子的中空部分中。所以，可以预期在含有中空活性材料粒子的电极混合物层中，电解溶液分布的不均匀性降低。但是，在包含中空活性材料粒子的电极中，仍然需要在以下方面改进。

一般而言，用于非水电解质二次电池的电极是通过将含有活性材料粒子的糊料施用到集电器箔上生产的。此糊料是分散体，其中活性材料粒子、粘合剂等分散在溶剂中。在中空活性材料粒子中，用于糊料的溶剂可能透入这些粒子的中空部分中。例如，当使用具有高沸点的溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)时，即使在干燥糊料的干燥步骤之后，透入中空部分中的溶剂也可能保留在中空部分中且不会完全挥发。当溶剂保留在中空部分中时，中空部分不能保留电解溶液。因此，中空活性材料粒子的预期效果可能降低。

为了促进溶剂的挥发，可以考虑措施例如提高干燥步骤中的热空气干燥温度或热空气流速。但是，在这种情况下，在干燥溶剂期间出现显著的热对流，这促进了粘合剂向涂膜表面迁移。在使用上述方法形成的电极混合物层中，粘合剂在其表面中分离，这降低了在电极表面上的反应性。另外，粘合剂的量在电极混合物层与集电器箔之间的界面处是不足的，这降低了电极混合物层的剥离强度。

发明概述

本发明提供一种用于非水电解质二次电池的电极及其制造方法。

根据本发明的第一方面，用于非水电解质二次电池的电极包含电极混合物层。电极混合物层含有中空活性材料粒子和针状填料，所述针状填料具有沿着纵向方向贯穿针状填料的通孔。针状填料布置在中空活性材料粒子的表面上。

具有通孔的针状填料可以起到毛细管的作用。在上述方面中，针状填料布置在中空活性材料粒子的表面上。由于毛细管现象，针状填料从中空活性材料粒子的内部和周围吸收溶剂。结果，促进了透入中空活性材料粒子的溶剂的挥发。因此，可以抑制溶剂的保留。

通过降低保留溶剂的量，在中空活性材料粒子中形成用于保留电解溶液的空间。当用电解溶液浸渍时，作为毛细管的针状填料可以起到路径的作用，经由此路径将电解溶液引入中空活性材料粒子中。通过保留电解溶液的中空活性材料粒子，在电极中的电解溶液分布也得到保持。结果，电解溶液分布的不均匀性在电极中降低。当电解溶液分布的不均匀性降低时，例如可以预期改进循环特性。

在用于非水电解质二次电池的电极中，针状填料的含量可以是相对于100质量份中空活性材料粒子计的0.5-2.0质量份。通过将针状填料的混合量调节到上述范围内，可以容易地降低电解溶液分布的不均匀性。

针状填料的直径可以是0.1-3.0μm。通过将针状填料的直径调节到上述范围内，可以预期促进毛细管现象。

根据本发明的第二方面，提供一种制造用于非水电解质二次电池的电极的方法，此方法包括：通过将中空活性材料粒子和粘合剂造粒以获得第一种造粒体；通过将第一种造粒体和针状填料造粒以获得第二种造粒体，其中所述针状填料具有沿着纵向方向贯穿针状填料的通孔；通过将第二种造粒体成型为片状以形成电极混合物层；和将电极混合物层布置在集电器箔上。

当电极混合物层是在现有技术制造方法中那样由糊料形成时，必要的是使用大量溶剂以制备糊料。所以，针状填料可能聚集，和可能不会布置在中空活性材料粒子的表面上。所以，认为这样难以制备根据本发明第一方面的用于非水电解质二次电池的电极。